本站讯(记者 焦德芳) 日前,通过高精度数学建模,天津大学研发出燃料电池数字化设计新方法,可快速优化燃料电池设计方案,提升电池性能,缩短研发周期并降低成本。
燃料电池是继水力发电、热能发电和原子能发电的第四种重要发电技术,其洁净、高效、无污染特点越来越引起世人关注。尤其是氢燃料电池因零污染、高效率已应用于公共交通、商用车辆、船舶等场景。
天津大学研发团队教授焦魁介绍:“合理的燃料电池结构可以促进内部气体传输、热量耗散以及液态水排出,从而提升电池性能。研究燃料电池内部机理并优化设计,对推动商业化进程非常重要。”
当前在设计领域,相关厂商缺少数字化辅助设计手段和创新性电池设计方案,对继续提升燃料电池功率密度、控制成本造成了阻碍。天津大学研发团队在燃料电池设计理论与方法领域建立了高精度仿真模型,并对电池结构进行优化。团队建立了大尺寸燃料电池三维加一维仿真模型,其计算效率较传统三维模型提升10—20倍,可以快速提出多种电池设计方案并缩短研发周期。
北京亿华通科技股份有限公司副总经理李飞强博士表示:“亿华通使用新方法设计了氢燃料电池,其电化学反应的一致性和流阻分配一致性等指标较目前市场主流产品提升20%以上,而设计制造成本可降低至60%,研发周期缩短至原来的1/3。”
据了解,数字化辅助设计方法具备通用性,可应用于任意商用燃料电池,可有效缩减电池研发时间、降低生产成本。此外,该方法还可拓展至其他诸多电化学装置领域,如锂电池、电解池等。目前,相关论文已在国际权威期刊《能源与环境科学》发表。
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编辑 焦德芳 常可盈